Metrology & Measurement Technology, Volume. 45, Issue 3, 58(2025)
Development of heavy⁃duty screw pair stroke measuring machine
Fig. 3. Finite element analysis of three main support points and auxiliary support points
Fig. 4. Distribution diagram of support points at the bottom of the bed
Fig. 19. Prototype of heavy⁃duty screw pair stroke measuring instrument
Table 1.
Main technical parameters View tableView in ArticleTable 1.
Main technical parameters 测量范围 / mm 测量精度 测量项目 导程（螺距） 丝杠外径 螺母外径 法兰盘外径 丝杠长度 滚珠丝杠副 梯形丝杠 滚珠丝杠副 梯形丝杠 2 ~ 50 90 ~ 305 145 ~ 250 200 ~ 270 200 ~ 4 000 GB / T 17587.3-2017规定的P3级 JB / T 2886-2008规定的6级 有效行程内实际平均行程偏差ｅsa、ｅoa，
行程变动量Ｖua、Ｖ300a、Ｖ2πa
螺旋线轴向误差△L2π、△L25、△L100、△L300、△LLu，
螺距误差及螺距累积误差△P、△P60、△P300、△PLu
Table 2.
Experimental data on rigidity of air bearing View tableView in ArticleTable 2.
Experimental data on rigidity of air bearing 承载 / kg 气膜 / μm 100 14 200 12 250 11 300 9 350 8 400 6 450 5
Table 3.
Geometric accuracy measurement results of machine tools View tableView in ArticleTable 3.
Geometric accuracy measurement results of machine tools 测量项目 方向 允许值 实测值 旋转头架顶尖的回转误差 0.005 mm 0.002 mm 头架主轴锥孔中心线对工作台移动方向的平行度 垂直方向 0.003 ~ 0.010 mm / 200 mm 0.007 mm / 200 mm 水平方向 0.005 mm / 200 mm 0.001 mm / 200 mm 尾架顶尖套筒锥孔中心线对工作台移动方向的平行度 垂直方向 0.003 ~ 0.010 mm / 200 mm 0.005 mm / 200 mm 水平方向 0.005 mm / 200 mm 0.002 mm / 200 mm 头架主轴锥孔中心线与尾架顶尖套筒锥孔中心线 对工作台导轨距离的相差值 垂直方向 0.005 mm / 1 000 mm
0.007 mm / 2 000 mm
0.010 mm / 4 000 mm
0.001 mm / 1 000 mm
0.002 mm / 2 000 mm
0.002 mm / 4 000 mm
水平方向 0.005 mm / 1 000 mm
0.007 mm / 2 000 mm
0.010 mm / 4 000 mm
0.003 mm / 1 000 mm
0.003 mm / 2 000 mm
0.003 mm / 4 000 mm
工作台移动时，绕移动轴线的摆动 2″ / 300 mm
3″ / 1 000 mm
4″ / 2 000 mm
5″ / 4 000 mm
0.6″ / 300 mm
1.4″ / 1 000 mm
2.2″ / 2 000 mm
3.2″ / 4 000 mm
工作台在水平面、垂直面内移动的直线度 垂直方向 2″ / 300 mm
3″ / 1 000 mm
4″ / 2 000 mm
5″ / 4 000 mm
0.61″ / 300 mm
0.97″ / 1 000 mm
1.07″ / 2 000 mm
1.07″ / 4 000 mm
水平方向 2″ / 300 mm
3″ / 1 000 mm
4″ / 2 000 mm
5″ / 4 000 mm
0.82″ / 300 mm
1.77″ / 1 000 mm
1.93″ / 2 000 mm
2.54″ / 4 000 mm
Table 4.
Abbe error caused by trailer torsion View tableView in ArticleTable 4.
Abbe error caused by trailer torsion 丝杠长度 / mm α / （″） β / （″） δ1 / μm δ2 / μm δ3 / μm 300 0.60 0.61 0.02 0.44 0.44 1 000 1.40 0.97 0.04 0.70 0.70 2 000 2.20 1.07 0.06 0.78 0.78 4 000 3.20 1.07 0.10 0.78 0.79
Table 5.
Comparison of allowable deviation of P1⁃grade screw with<i> δ</i><sub>3</sub> View tableView in ArticleTable 5.
Comparison of allowable deviation of P1⁃grade screw with<i> δ</i><sub>3</sub> 丝杠长度 / mm δ3 / μm ep / μm Vp / μm 300 0.44 6 6 1 000 0.70 11 9 2 000 0.78 18 13 4 000 0.79 32 21
Table 6.
Travel indication error View tableView in ArticleTable 6.
Travel indication error 测量仪光束位置 最大示值误差 / μm 到测量仪顶尖连线距离50 mm处 0.5 到测量仪顶尖连线距离150 mm处 1.3
Table 7.
Comprehensive measurement results of screw pair GQ100 × 24-P5 / 3028 × 2705 View tableView in ArticleTable 7.
Comprehensive measurement results of screw pair GQ100 × 24-P5 / 3028 × 2705 测量位置 测量序号 V2πa V300a Vua eoa或esa 初始位置 第1次测量 6.64 12.02 12.81 -31.44 第2次测量 7.59 11.55 13.13 -36.20 旋转90°位置 第3次测量 7.44 12.50 14.24 -31.87 第4次测量 7.59 11.23 13.13 -32.89 最大值与最小值之差 0.95 1.27 1.43 4.76 允差（按P1级标准） 1.30 2.00 5.00 7.30
Table 8.
Allowable deviation of screw pair GQ100 × 24-P5 / 3028 × 2705 View tableView in ArticleTable 8.
Allowable deviation of screw pair GQ100 × 24-P5 / 3028 × 2705 精度等级 V2πa V300a Vua eoa或esa 1级 4 6 15 22 2级 5 8 21 30 3级 6 12 29 41 4级 7 16 41 57 5级 8 23 59 78
Get Citation
Copy Citation Text
Shengsong JIAO, Jie JIAO, Min GAO, Ling ZHENG. Development of heavy⁃duty screw pair stroke measuring machine[J]. Metrology & Measurement Technology, 2025, 45(3): 58
Category: New Techniques for Precision Measurement
Received: Nov. 12, 2024
Accepted: --
Published Online: Jul. 31, 2025
The Author Email:
